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1、搅拌磨技术概述
搅拌磨技术是20世纪50年代首先在美国发展起来的,与传统的矿方式不同,主要是通过搅拌器搅动1-5mm研磨介质产生冲击、摩擦和剪切作用,其特点是细磨能力强、细磨/超细磨能耗低、产品粒径均匀、污染小。
大型立式湿法搅拌研磨机SJM
图源:密友
此外,搅拌磨另一个不可忽视的优势是应用范围广。目前搅拌磨可用于生产粒度小于1um的微细产品,广泛应用于颜料、高岭土、碳酸钙、滑石、石墨等领域。
2、搅拌磨在非金属矿领域广泛应用
1.高岭土
在涂料和造纸工业中,搅拌磨用于超细粉碎高岭土至2μm以下,提高其白度和分散性。立式搅拌磨通过优化磨矿浓度(65%)、搅拌速度(550r/min)等参数,可实现高效超细粉碎。
2.碳酸钙
LJM型立式搅拌磨机在碳酸钙领域应用的已非常广泛,3600L‐5000L工业大型超细搅拌磨机已成功应用于山东某化工有限公司(太阳纸业卫星厂),岳阳纸业卫星厂等造纸和纳米重钙厂。产品细度‐2μm含量大于90%,处理能力2.1t/h(固含量72%,按浆料计),能耗80-100kW?h/t。
3.滑石
搅拌磨通过控制剪切力和表面改性(如硅烷偶联剂),可制备高径厚比(17:1)的滑石粉体,提升其在塑料中的增强效果(拉伸强度提升20-40%)。
4.石墨
李荣改等对豫西南石墨矿精选再磨时,立式搅拌磨机与球磨机、三辊四筒棒磨机磨矿效果对比研究表明,立式搅拌磨既能使石墨单体解离,又能很好地保护鳞片石墨,且磨矿效率高,是石墨粗精矿再磨的理想设备。
5.硅灰石
硅灰石-TiO2颗粒复合过程中,硅灰石基体研磨时间、复合体系pH值和研磨机械力是影响硅灰石与TiO2颗粒复合及颜料性能的重要因素。其中,硅灰石基体研磨时间30min、pH值为7和搅拌磨转速1000r/min、球料比4.5∶1时,复合颜料性能最佳。
6.磷矿
立式搅拌磨在磷矿超细粉碎中表现优异。在搅拌速度550r/min、磨矿浓度65%条件下,有效磷含量达8.75%,枸溶率74.03%,显著提升磷肥利用率。
7.石英
搅拌磨结合聚氨酯内衬和钇稳定氧化锆球,可制备1μm以下高纯石英微粉。优化磨矿时间(12h)和介质添加量,产品粒度D50达0.98μm。
8.云母
立式螺旋搅拌磨采用高弹耐磨橡胶球(直径8-18mm),可保持云母晶体结构,制备高径厚比粉体(径厚比>15:1),用于珠光颜料和耐热涂料。
9.重晶石
大型湿法搅拌磨(如JM-260型)处理重晶石,可实现2000-8000目超细粉制备,产品流动性好,广泛应用于涂料和塑料填料。
10.珍珠岩
搅拌磨结合粉碎刀片(直径18mm)和温控系统,可优化珍珠岩颗粒形貌,提升保温板强度(弯曲模量从1.8GPa提升至2.5GPa)。
11.石膏
胶体磨结合六偏磷酸钠助磨剂(用量0.2%),可制备D50=11.12μm的超细石膏粉体,降低料浆黏度(从72.49mPa?s降至48.91mPa?s)。
12.膨润土
搅拌磨结合二次研磨装置(碾轮与齿片配合),可提高膨润土粉碎精度(粒径<20μm),用于高效吸附剂制备。
13.萤石
立式螺旋塔磨机通过调节搅拌速度(500-1000r/min)和介质填充率(60%),可制备325-1800目萤石粉,用于光纤传导等高精尖领域。
14.硅藻土
搅拌磨结合表面改性(硬脂酸用量1.5%),可制备高比表面积硅藻土(>300m?/g),用于高效催化剂载体。
15.硫铁矿
立式螺旋搅拌磨(转速120r/min)结合重选-浮选联合工艺,可从硫品位4-16%的尾矿中回收硫精矿(品位>45%),提高资源利用率。
16.锂辉石
搅拌磨结合超声波分散(功率200W),可制备纳米锂辉石粉体(粒径<100nm),提升锂离子电池充放电性能(容量保持率>90%)。
总结
生产实践证明,搅拌磨可以通过优化设备参数(如搅拌速度、介质配比)和工艺路线(如分级、改性),在非金属矿超细粉碎、表面改性和提纯等领域展现出显著优势。未来需进一步结合智能控制和绿色工艺,以高效率、低能耗优势推动非金属矿资源高效利用。
参考来源:
粉体网
林海:超细煤系锻烧高岭土粉体制备的工艺参数优化
陈国华:机械剥离法大量制备石墨烯及其在复合材料中的应用
李国锋:搅拌磨机超细粉磨河北某磷矿
蒋述兴:高纯超细石英微粉的制备方法研究
中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所
中国专利:一种膨润土研磨机构
中国专利:一种凹凸棒石精细研磨装置
中国专利:一种从选别黄铁矿尾矿中分选硫精矿的选矿方法
中国专利:一种具有粉碎功能的珍珠岩搅拌装置
中国专利:一种保持云母晶体结构的磨矿方法
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